無料数理最適化ソルバーOR-Toolsのインストールから簡単な問題を解くまで #Python

数理最適化ソルバーである OR-Toolsをインストールして使ってみる

大学の研究で使うことになったのでインストール方法と簡単な問題をPythonで解く方法をまとめてみました．
本記事ではWindows向け，またPythonは既にインストールしてあるものとして解説します．
公式サイトにはインストール方法などが載ってはいますが、コマンドラインの説明がなく、コマンドラインを全く知らない、もしくはあまり見たくない、という人にとっては難しいかもしれないと思ったため出来るだけ詳しくインストール手順から簡単な問題を解くまでを記しました。

#ナップサック問題を解くためのアルゴリズム

from ortools.algorithms.python import knapsack_solver #OR-Toolsのインポート

values = [5,6,4,8,3] #アイテムの価値
weights = [
    [23,26,19,30,17]
] #アイテムの重さ
capacities = [50] #ナップサックの容量

def main():
    solver = knapsack_solver.KnapsackSolver(
       knapsack_solver.SolverType.KNAPSACK_MULTIDIMENSION_BRANCH_AND_BOUND_SOLVER,
       "KnapsackExample",
) #ソルバーの呼び出しとアルゴリズムの指定


    solver.init(values, weights, capacities) #ソルバーの初期化
    computed_value = solver.solve() 
    packed_items = []
    packed_weights = []
    total_weight = 0
    print("Total value =", computed_value)
    for i in range(len(values)):
       if solver.best_solution_contains(i):
           packed_items.append(i)
           packed_weights.append(weights[0][i])
           total_weight += weights[0][i]
    print("Total weight:", total_weight)
    print("Packed items:", packed_items)
    print("Packed_weights:", packed_weights) 

if __name__ == "__main__":
    main()

pythonでこれを実行すると

Total value = 12
Total weight: 49
Packed items: [2, 3]
Packed_weights: [19, 30]

このように表示され，化石Cと化石Dが選ばれたことが分かります．

今回はOR-Toolsをインストールしてから簡単なプログラムを動かすまでを載せました．
OR -Toolsの公式チュートリアルには今回のナップサック問題だけでなく様々な問題のサンプルコードが載っていますので是非参照してください．

無料数理最適化ソルバーOR-Toolsのインストールから簡単な問題を解くまで

数理最適化ソルバーである OR-Toolsをインストールして使ってみる

目次

この記事の対象者

1.コマンドプロンプトからpipコマンドを用いたOR-Toolsのインストール

2.簡単な問題を解いてみる